(57)【要約】【課題】半導体素子の実装面積を確保しつつ半導体素子から発する熱によるパッケージの変形を抑制し、半導体素子とパッケージの基体との接合部に発生する剥離等を抑制して半導体素子を長期間にわたって信頼性よく安定して作動させることのできるパッケージを提供すること。【解決手段】半導体素子収納用パッケージＡは、上面に半導体素子４が載置される載置部１ａを有する四角形状の金属製の基体１と、基体１の上面に載置部１ａを囲繞するように取着された平面視形状が長方形である直方体状の金属製の枠体２と、枠体２に設けられた貫通孔または切欠きから成る入出力端子３の取付部２ｃと、取付部２ｃに嵌着された入出力端子３とを具備している半導体素子収納用パッケージＡにおいて、枠体２は、内側の４隅に横断面形状が枠体２の外形に相似な四角柱状の補強部５が、その平面視における長辺と枠体の長辺とが平行になるようにして設けられている。【選択図】  図１
2005019897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に半導体素子が載置される載置部を有する四角形状の金属製の基体と、該基体の上面に前記載置部を囲繞するように取着された平面視形状が長方形である直方体状の金属製の枠体と、該枠体に設けられた貫通孔または切欠きから成る入出力端子の取付部と、該取付部に嵌着された入出力端子とを具備している半導体素子収納用パッケージにおいて、前記枠体は、内側の４隅に横断面形状が前記枠体の外形に相似な四角柱状の補強部が、その平面視における長辺と前記枠体の長辺とが平行になるようにして設けられていることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記補強部は、平面視での面積の合計が前記枠体の平面視での外形の面積の１／１２乃至１／８であることを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
前記補強部は、高さが前記枠体の高さの１／３乃至２／３であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置されるとともに前記入出力端子に電気的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に前記枠体の内側を塞ぐように接合された蓋体とを具備していることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子を収納するための半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の高集積化、高速化、小型化とともに高周波化が進み、高周波帯域でも信頼性が良くかつ安定して作動する半導体装置が望まれている。このような半導体装置に用いられる半導体素子収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）には、基体の上面に半導体素子が載置される載置部を有し、基体の上面の外周部に、側部に設けられた貫通孔または切欠きから成る取付部に入出力端子を嵌着した枠体を接合したものが使用されている。そして、半導体装置は、パッケージ内部の搭載部に搭載され入出力端子と電気的に接続された半導体素子と、パッケージの枠体の上面に接合された蓋体とで基本的に構成され、内部に搭載された半導体素子は、基体，枠体および蓋体によって気密に封止されるとともに入出力端子を介して外部の電気回路に電気的に接続される。
【０００３】
このようなパッケージの例を図４の平面図、および図５の断面図に示す。そして、これらの図に示すように、半導体素子４を収容するパッケージＡは、銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）等のＣｕ合金等からなる四角平板状の基体１と、この基体１の上面に半導体素子４の載置部１ａを囲むようにしてＡｇロウ等のロウ材を介して取着され、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金などの金属からなる四角枠状の枠体２と、枠体２の側部に設けられた貫通孔からなる取付部２ａに嵌着される線路導体３ａが形成された入出力端子３とを具備している。枠体２の上面には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等からなる金属製の蓋体（図示せず）が接合される。
【０００４】
基体１は、高い放熱性が要求されることから、Ｃｕ−Ｗ合金やＣｕ等の金属からなる場合が多く、また、枠体２の材料としては入出力端子３に熱膨張係数が近く、かつ機械加工性が良いＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等が多く用いられている。
【０００５】
そして、パッケージＡの内部の載置部１ａに半導体素子４を載置するとともに、半導体素子４の上面の電極をボンディングワイヤを介して入出力端子３の線路導体３ａに接続し、しかる後、枠体２の上面に蓋体６を取着し、半導体素子４を気密に封止することによって、最終製品としての半導体装置Ｂが得られる。
【０００６】
また、光半導体素子収納用パッケージ（以下、光半導体パッケージともいう）としては、図６の断面図に示すような、基体１０１の上面に長手方向の側壁１０２ａの厚さが短手方向の側壁（図示せず）の厚さよりも厚い枠体１０２が接合され、この長手方向の側壁１０２ａの内外を貫通して電気的に導通させるための入出力端子１０３が嵌着されている従来の光半導体パッケージの例が示されている（特許文献１参照）。
【０００７】
そして、この従来の光半導体パッケージにおいては、枠体１０２が基体１０１の上面に接合されていることにより基体１０１の長手方向の側壁１０２ａの剛性が短手方向の側壁の剛性よりも高くなるために、比較的変形が発生し易い長手方向の側壁１０２ａの変形が抑制され、その結果基体１０１の変形が抑制されるので載置部１０１ａに載置される光半導体素子の光軸のずれが少なくなり、光半導体素子の光出力の変化を５％以内に抑えることができることが示されている。また、この光半導体パッケージにおいては、枠体１０２の長手方向の側壁１０２ａを内側方向に厚くしているために外形幅が大きくなるのを防ぐことができることが示されている。
【０００８】
また、長手方向の側壁１０２ａを厚くしても、厚くなって体積が目減りする部位は入出力端子１０３の下部であって、もともと利用されない空間であるので、光パッケージの内部に実装する半導体素子の寸法、形状、および実装の作業性には悪影響をほとんど与えないことが示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−４２４５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４，図５に示す従来のパッケージにおいて、枠体２の厚さを全周にわたって厚くすることにより基体１の変形を抑制しようとすれば、全休にわたって枠体２の厚さを厚くした分、半導体素子４の載置部１ａの面積が減少するために、減少した分の面積を確保するには実質的にパッケージのサイズを大きくしなければならず、小型化という市場要求に背いたものとなってしまう。
【００１１】
また、図６に示すような従来の光半導体パッケージでは側壁１０２ａに設けられた載置部１０１ａに接合された入出力端子１０３が側壁１０２ａの高さ方向の中間部に設けられていて、入出力端子１０３の直下がデッドスペースになることから、長手方向の側壁１０２ａをこのデッドスペースを利用して厚くする構造になっているが、入出力端子１０３を設ける側壁が短手方向の側壁であれば、長手方向の側壁１０２ａの厚さが厚くなった分だけ半導体素子の実装面積が減少することになってしまう。
【００１２】
そして、近年、光半導体パッケージに限らず、高周波で作動するパッケージにおいてもパッケージの内部に実装する半導体素子の面積の増大、半導体素子数の増大、半導体素子実装に際しての作業性の向上を求められる傾向が顕著となっており、枠体１０２の厚さを厚くすることなく基体１０１の変形を防止する方法が模索されている。
【００１３】
たとえば、枠体１０２の厚さを厚くすることなく枠体１０２の変形を抑制する方法として、その硬度を大きくすることが考えられる。ところが、硬度を大きくすると機械加工性が悪くなって、歩留りが極端に低下したり、製造コストが大きくなり過ぎて市場に受け入れられなくなったりするといった不具合を招来してしまう。
【００１４】
従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、パッケージの内部に実装する半導体素子の実装面積を確保しつつパッケージの変形を有効に抑制することによって、半導体素子とパッケージの基体との接合部に発生する剥離等を有効に抑制して半導体素子が発生する熱を速やかに外部に導出し、半導体素子が熱によって誤作動することを防止するとともに、半導体素子の剥落を防止するパッケージおよび半導体装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、上面に半導体素子が載置される載置部を有する四角形状の金属製の基体と、該基体の上面に前記載置部を囲繞するように取着された平面視形状が長方形である直方体状の金属製の枠体と、該枠体に設けられた貫通孔または切欠きから成る入出力端子の取付部と、該取付部に嵌着された入出力端子とを具備している半導体素子収納用パッケージにおいて、前記枠体は、内側の４隅に横断面形状が前記枠体の外形に相似な四角柱状の補強部が、その平面視における長辺と前記枠体の長辺とが平行になるようにして設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、枠体は、内側の４隅に横断面形状が枠体の外形に相似な四角柱状の補強部が、その平面視における長辺と枠体の長辺とが平行になるようにして設けられていることから、枠体の厚さを厚くすることなく基体の変形を抑制することができる。このとき、補強部の平面視における長辺と枠体の長辺とが平行になるように設けられていることにより、枠体に対して長手方向の側壁を曲げるような力や、短手方向の側壁を曲げるような力が加わったとしても枠体の外形に相似な四角柱状の補強部とされていることにより、加えられる力に応じて小さい体積の補強部で基体の変形を有効に抑制することができる。
【００１７】
その結果、枠体が取着される基体の載置部に載置された半導体素子と載置部の接合部に剥離などの不具合が発生することを抑制し、半導体素子を載置部に密着させることができるので、半導体素子が発する熱を速やかに基体を介して外部に導出させることができる。このことにより、半導体素子の過度の温度上昇を抑制し、半導体素子を長期間にわたって信頼性良く安定して作動させることができる。
【００１８】
さらに、従来例のように長手方向の枠体の厚さや全周にわたる枠体の厚さを厚くする必要がないために、半導体素子を載置する載置部の面積を広くすることができ、その結果、パッケージの外形を小型化することができる。
【００１９】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、前記補強部は、平面視での面積の合計が前記枠体の平面視での外形の面積の１／１２乃至１／８であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、補強部の平面視での面積の合計が、枠体の平面視での外形の面積の１／１２乃至１／８であることにより、枠体ならびに基体の変形を充分有効に抑制することができ、補強部が枠体の内側の４隅、すなわち従来から有効に活用されていなかった部位に設けられていることと相まって、半導体素子が搭載される搭載部の面積が実質的にほとんど損なわれることがないので、パッケージを小型化することができる。
【００２１】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、前記補強部は、高さが前記枠体の高さの１／３乃至２／３であることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のパッケージは、補強部の高さが枠体の高さの１／３乃至２／３であることから、枠体ならびに基体の変形を有効に抑制することができ、載置部に載置する半導体素子と基体との接合部に剥離等が発生するのを抑制することができて、その結果、半導体素子を載置部に密着させることができるので、半導体素子の過度な温度上昇を抑制し、半導体素子を長期間にわたって信頼性良く安定に作動させることができる。
【００２３】
また、補強部の上面の蓋体との間にできるスペースを利用して補強部の上面に接地用端子を設けることができ、半導体素子の接地電極をボンディングワイヤで接続させることにより、半導体素子に発生するノイズを大きく低減できるパッケージを提供することができる。
【００２４】
また、本発明の半導体装置は、上記本発明の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置されるとともに前記入出力端子に電気的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に前記枠体の内側を塞ぐように接合された蓋体とを具備していることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の半導体装置は、本発明の半導体素子収納用パッケージを具備することにより、半導体素子を長期間にわたって信頼性良く安定して作動させ得るものとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体素子収納用パッケージＡおよび半導体装置を図面に基づき以下に詳細に説明する。図１は、本発明の半導体素子収納用パッケージＡおよび半導体装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。また、図２（ａ）は図１のパッケージＡの平面図、同図（ｂ）は本発明の半導体素子収納用パッケージＡの他の例を示す断面図である。図３は、図２（ｂ）のパッケージＡにおいて、半導体素子と補強部の上面とをボンディングワイヤで接続した状態を示す断面図である。
【００２７】
なお、図１〜図３において同じ部位には同じ符号を付している。
図１〜図３において、１は基体、１ａは半導体素子４の載置部、２は基体１上面に取着された枠体、２ａは枠体２の長手方向の側壁、２ｂは枠体２の短手方向の側壁、２ｃは枠体２に設けられた貫通孔または切欠きから成る入出力端子３の取付部、３は枠体２の取付部２ｃに嵌着された入出力端子、３ａは入出力端子３の上面に形成された線路導体、４は集積回路素子（ＩＣ）や半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の半導体素子、５は補強部、５ａは補強部の上面、６は蓋体、Ａは本発明のパッケージである。本発明のパッケージＡは、基体１、枠体２、入出力端子３および補強部５とから基本的に構成される。
【００２８】
本発明のパッケージＡは、上面に半導体素子４が載置される載置部１ａを有する四角形状の金属製の基体１と、基体１の上面に載置部１ａを囲繞するように取着された平面視形状が長方形である直方体状の枠体２と、枠体２に設けられた貫通孔または切欠きから成る入出力端子３の取付部２ｃと、取付部２ｃに嵌着された入出力端子３とを具備し、枠体２は、内側の４隅に横断面形状が枠体２の外形に相似な四角柱状の補強部５が、その平面視における長辺と枠体２の長辺（長手方向の側壁２ａ）とが平行になるようにして設けられている。
【００２９】
基体１は、Ｃｕ，Ｃｕ−Ｗ合金等の金属からなり、その金属のインゴット（塊）に圧延加工法、プレス成型法、打ち抜き加工法等の従来周知の金属加工法を適用することによって四角平板状の形状に形成される。
【００３０】
枠体２の４隅に形成される補強部５は、平面視で枠体２の外形と相似の形状を有し、枠体２の４隅の内側に突出するように、かつその平面視における長辺が枠体２の長手方向の側壁２ａに平行になり、短辺が枠体２の短手方向の側壁２ｂに平行になるようにして設けられる。これにより、長手方向の側壁２ａ、あるいは短手方向の側壁２ｂを曲げるような外力が作用しても、補強部５が曲げ応力が特に加わり易い長手方向の側壁２ａと短手方向の側壁２ｂとの境界部に設けられることにより曲がり難く、また、補強部５の横断面形状が枠体２の外形に相似な四角形とされていることから、いずれの方向の外力においてもそれらの外力に応じて枠体２が十分変形し難い構造となり、その結果、枠体２が取着される基体１の変形が、小さい体積の補強部５で抑制される。これよって基体１上に載置される半導体素子４の載置部１ａとの接合部におけるクラックや剥離の発生が有効に抑制されて、半導体素子４と載置部１ａとを密着させることができ、半導体素子４が発する熱を速やかに基体１を介して外部に導出できるようになる。
【００３１】
本発明のパッケージＡにおいて、補強部５の平面視での面積の合計が、枠体２の平面視での外形の面積の１／１２乃至１／８とするときは、補強部５が枠体２の平面視での外形の面積に対して適切な大きさとなり、補強部５が枠体２を有効に補強して基体１の変形を抑制できることから、枠体２を小型化することができる。
【００３２】
さらに、補強部５が枠体２の内側の４隅、すなわち従来から有効に活用されていなかった部位に設けられるために、半導体素子４が搭載される搭載部１ａの面積が実質的にほとんど損なわれることがなく、よってパッケージＡを小型化することができる。
【００３３】
補強部５の平面視での面積の合計が枠体２の平面視での外形の面積の１／１２未満の場合は、補強部５が枠体２の平面視での外形の面積に対して小さくなりすぎるので枠体２を十分補強できなくなる場合があり、１／８を超える場合は、補強部５が枠体２の平面視での外形の面積に対して大きくなりすぎるので枠体２を大型化してしまう場合がある。
【００３４】
また、本発明のパッケージＡにおいて、図２（ｂ）に示すように補強部５の高さが枠体２の高さの１／３乃至２／３であるときには、枠体２の基体１側の曲げ応力が大きく加わりやすい部分を補強できるので、枠体２の変形を有効に抑制することができる。従って、載置部１ａに載置する半導体素子４と基体１の載置部１ａとの接合部にクラックや剥離を生じさせ難くでき、長期間にわたって半導体素子４の信頼性を保ち半導体素子４を安定に作動させることができる。
【００３５】
また、従来の入出力端子３を介して行なっていた接地を、図３に示すように、この補強部５の上面５ａも用いて強化することができる。その結果、半導体素子４に発生するノイズを極めて有効に除去できる。また、入出力端子３上の接地用電極へのボンディングワイヤの接続に比して、接続作業が容易なものとなるので、確実に接地が行なえることから接地用ボンディングワイヤの接続の信頼性が非常に高いものとなる。
【００３６】
補強部５の高さが枠体２の高さの１／３未満であれば補強部５の基体１側からの高さが低くなりすぎるので補強の効果が少なくなり、基体１に変形を発生させる場合がある。また２／３を超えると補強部５の上面５ａに半導体素子４からの接地用ボンディングワイヤを容易に接合させることもできなくなる。
【００３７】
なお、補強部５は、例えば切削やプレス加工などの機械加工の際に枠体２の形成と同時に作り込まれるようにすればよい。
【００３８】
枠体２は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等からなり、このような金属の粉末を混合して加熱溶解させたものを板状体となし、これをロール圧延法にて所定の厚さに圧延し、得られたシート状部材を従来周知の絞り加工法にてパイプ状部材とする。得られたパイプ状部材を、従来周知の引き抜き加工法により段階的に加工して四角形状の断面形状を有するパイプを得る。このパイプを適宜の長さに切断することによって、枠体２、および補強部５となる部材が作製される。
【００３９】
次いで、この部材の内側面の補強部５となる内側４隅の所定部分を残して切削により切り出し、補強部５および入出力端子３の取付部２ｃが設けられた枠体２を得る。
【００４０】
入出力端子３は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体（アルミナセラミックス）等のセラミックスから成り、アルミナセラミックスから成る場合は以下のようにして作製される。まず、Ａｌ２Ｏ３の粉末と、焼結助材としての酸化カルシウム（ＳｉＯ２），酸化カルシウム（ＣａＯ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの粉末と、適当なバインダーおよび溶剤とを混合してこれをスラリーとなす。次に、このスラリーを用いて、従来周知のドクターブレード法などのテープ成形法によって所定厚さのセラミックグリーンシートに成形する。
【００４１】
次に、入出力端子３の立壁部となる部分を複数枚のセラミックグリーンシートから所定形状に打ち抜き加工したものを複数枚積層し、入出力端子３の平板部となる部分を同様にセラミックグリーンシートから所定形状に打ち抜き加工したものを複数枚積層し、平板部となるセラミックグリーンシート積層体の上面に線路導体３ａとなるタングステン（Ｗ）等の金属を主成分とする金属ペーストを周知のスクリーン印刷法で塗布形成するとともに、接地導体層となるパターンを下面および側面に同様にして塗布形成する。そして、同様に立壁部となるセラミックグリーンシート積層体の側面および上面に金属ペーストを塗布形成し、次に、これらのセラミックグリーンシート積層体を積層することにより、入出力端子３となるセラミックグリーンシート積層体が得られる。
【００４２】
得られたセラミックグリーンシート積層体を所定長さに切断し、非酸化雰囲気中で１５００〜１６００℃の温度で焼成することによってアルミナセラミックスから成る入出力端子３を得る。
【００４３】
そして、本発明のパッケージＡは、補強部５が設けられた枠体２の取付部２ｃに入出力端子３を嵌着してＡｇロウなどのロウ材で接合し、この枠体２および入出力端子３を基体１の上面の半導体素子４が載置される載置部１ａを囲繞するようにＡｇロウなどのロウ材を介して接合し、次いで、基体１，枠体２，入出力端子３の線路導体３ａなどの露出した金属表面部分に酸化防止のためのニッケルメッキを施すことにより得られる
次に、この本発明のパッケージＡの載置部１ａに半導体素子４を樹脂接着剤等で載置固定し、半導体素子４上面の電極と入出力端子３の線路導体３ａ、そして必要であれば半導体素子４上の接地用電極と補強部５の上面５ａとをボンディングワイヤを介して電気的に接続し、次いで、枠体２の上面にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成る蓋体６を枠体２の内側を塞ぐようにロウ付けやシーム溶接により接合することにより、本発明の半導体装置を得る。そして、線路導体３ａの枠体２の外側にリード端子等の一端を接合し、リード端子の他端を外部電気回路に電気的に接続することにより、半導体素子４と外部電気回路が接続されて、半導体素子４が高周波信号を入出力して動作することとなる。
【００４４】
本発明の半導体装置は、本発明の半導体素子収納用パッケージＡにより半導体素子４が発する熱を速やかに基体１を介して外部に放熱できるので、半導体素子４の温度上昇を防ぐことができ、長期間にわたって信頼性よく安定に動作する半導体装置とすることができる。
【００４５】
【実施例】
本発明の半導体素子収納用パッケージＡの実施例を以下に説明する。
【００４６】
（実施例１）
図１のパッケージＡを以下のように作製した。すなわち、縦１０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ１ｍｍのＣｕ−Ｗ合金から成る基体１の上面に、載置部１ａを囲むように縦１０ｍｍ×横１４ｍｍ×厚さ２ｍｍ×高さ６ｍｍのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る枠体２を、Ａｇロウからなるロウ材のプリフォームを介して、非酸化性雰囲気のベルト炉を用いて最高温度を８５０℃、保持時間を１０分として取着した。
【００４７】
枠体２の内側の４隅には横断面形状が枠体２の外形と相似で、平面視における長辺と枠体２の長辺とが平行になるように補強部５が設けられており、補強部５の平面視での合計面積は、枠体２の平面視での外形の面積に対して１／１３，１／１２，１／１１，１／８，１／７，１／６，１／５とされているＡ群のサンプルをそれぞれの面積ごとに２０個ずつ作製した。また、比較例として補強部５のないＢ群のサンプルを２０個、および平面視での面積がＡ群のサンプルと同じで補強部の形状が正方形のＣ群のサンプルをそれぞれの面積ごとに１０個ずつ作製した。これらサンプルを作製後に基体１の反りを測定することによってサンプルを評価した。反りの測定は、サンプルを１００℃に保持した状態でレーザを用いた非接触測定器（ミツトヨ社製「ｂｒｉｇｈｔ５０４」）を用いて行なった。測定結果は、半導体素子４を基体１に密着させることのできる５０μｍ以下のものを合格とした。その結果を表１に示す。尚、表１の各欄の数字はそれぞれのサンプル数の平均値を示す。
【００４８】
【表１】
2005019897.tif 000003
【００４９】
表１において、面積比の欄は補強部５の平面視での面積の合計を枠体２の外形の面積で除した値を示す。補強部５のサイズは補強部５の平面視での縦横サイズを示す。また、Ａ群，Ｂ群，Ｃ群の欄はそれぞれ上記Ａ群，Ｂ群，Ｃ群のサンプルであることを示す。
【００５０】
表１より、補強部５の横断面形状が枠体２の外形に相似で平面視における長辺と枠体２の長辺とが平行になるように設けられたＡ群のサンプルではいずれの面積比の場合でも他の群のサンプルより良好な結果を示すことがわかった。
【００５１】
また、補強部５の平面視での面積の合計が枠体２の平面視での外形の面積に比して１／１２以上のときには、反りが３０μｍ以下となって基体１の反りを特に有効に抑制することが可能となり、１／１３以下のときには反りが４２．５μｍとなって半導体素子４を基体１へ密着できなくなる可能性があり、半導体素子４の接合信頼性が低下する場合があった。
【００５２】
一方、補強部５の平面視での面積の合計と枠体２の平面視での外形面積の比が１／７以上の場合においては、半導体素子４を搭載するための搭載部１ａの面積を確保するために枠体２が大型化してしまう場合があった。
【００５３】
（実施例２）
次に、実施例１において評価した補強部５の平面視での面積の合計が枠体２の外形の面積の１／１０であるサンプルを５０個準備し、これらのサンプルにおける補強部５を上面から研削してその高さが枠体２の高さの１／６，１／３，１／２，２／３，５／６となるサンプルをそれぞれの高さについて各１０個ずつ作製した。また、このとき補強部５の高さを枠体２の高さと同じ高さにしたサンプルを比較例として別途１０個用意した。そしてこれらのサンプルについて実施例１と同様の条件で反りの大きさを測定評価した。その結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】
2005019897.tif 000004
【００５５】
表２より、補強部５の高さを１／３未満とすると反りの大きさが大きくなって、補強部５の効果を十分に得られないことが分かった。また、補強部５の高さが２／３を超えると内部の半導体素子４の接地電極と補強部５の上面５ａに形成された接地用端子とをワイヤボンディングする際に、補強部５の上面５ａと蓋体６とのスペースが小さくなりワイヤボンディングできなくなるという障害が発生する場合があった。これに対し、補強部５の高さが枠体２の高さの１／３〜２／３であるサンプルは、反り防止に対して十分な効果を有し、補強部５の上面５ａに形成された接地用端子と半導体素子４の接地電極とのワイヤボンディングも容易に行なえて半導体素子４の接地を強化できた。
【００５６】
なお、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、上記実施の形態および実施例では、本発明のパッケージＡをＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子４を収納する場合について説明したが、半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子を収納する光半導体パッケージに適用してもよく、上記と同様の効果が得られる。この場合、光ファイバを取着するための貫通孔を枠体２に設ければ良い。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、上面に半導体素子が載置され載置部を有する四角形状の金属製の基体と、基体の上面に載置部を囲繞するように取着された平面視形状が長方形である直方体状の金属製の枠体と、枠体に設けられた貫通孔または切欠きから成る入出力端子の取付部と、取付部に嵌着された入出力端子とを具備している半導体素子収納用パッケージにおいて、枠体は、内側の４隅に横断面形状が枠体の外形に相似な四角柱状の補強部が、その平面視における長辺と枠体の長辺とが平行になるようにして設けられていることから、枠体の厚さを厚くすることなく基体の変形を抑制することができる。このとき、補強部の平面視における長辺と枠体の長辺とが平行になるように設けられていることにより、枠体に対して長手方向の側壁を曲げるような力や、短手方向の側壁を曲げるような力が加わったとしても枠体の外形に相似な補強部とされていることにより、加えられる力に応じて小さい体積の補強部で基体の変形を有効に抑制することができる。
【００５８】
その結果、枠体が取着される基体の載置部に載置された半導体素子と載置部の接合部に剥離等の不具合が発生することを抑制し、半導体素子を載置部に密着させることができるので、半導体素子が発する熱を速やかに基体を介して外部に導出させることができる。このことにより、半導体素子の過度の温度上昇を抑制し、半導体素子を長期間にわたって信頼性良く安定して作動させることができる。
【００５９】
さらに、従来例のように長手方向の枠体の厚さや全周にわたる枠体の厚さを厚くする必要がないために、半導体素子を載置する載置部の面積を広くすることができ、その結果、パッケージの外形を小型化することができる。
【００６０】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、補強部は、平面視での面積の合計が、枠体の平面視での外形の面積の１／１２乃至１／８であることより、枠体の変形を充分有効に抑制することができ、補強部が枠体の内側の４隅、すなわち従来から有効に活用されていなかった部位に設けられていることと相まって、半導体素子が搭載される搭載部の面積が実質的にほとんど損なわれることがないので、パッケージを小型化することができる。
【００６１】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、補強部は、高さが枠体の高さの１／３乃至２／３であることより、枠体ならびに基体の変形を有効に抑制することができ、載置部に載置する半導体素子と基体との接合部に剥離等が発生するのを抑制することができて、その結果、半導体素子を載置部に密着させることができるので、半導体素子の過度な温度上昇を抑制し、半導体素子を長期間にわたって信頼性良く安定に作動させることができる。
【００６２】
また、補強部の上面の蓋体との間にできるスペースを利用して接地用端子を設けることができ、半導体素子の接地電極をボンディングワイヤで接続させることにより、半導体素子に発生するノイズを大きく低減できるパッケージを提供することができる。
【００６３】
また、本発明の半導体装置は、上記本発明の半導体素子収納用パッケージと、載置部に載置されるとともに入出力端子に電気的に接続された半導体素子と、枠体の上面に枠体の内側を塞ぐように接合された蓋体とを具備していることにより、半導体素子を長期間にわたって信頼性よく安定して作動させ得るものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１の平面図、（ｂ）は本発明の半導体素子収納用パッケージの他の例を示す断面図である。
【図３】図２（ｂ）に示す半導体素子収納用パッケージにおいて、半導体素子と補強部の上面とをボンディングワイヤで接続した状態を示す断面図である。
【図４】従来の半導体素子収納用パッケージの例を示す平面図である。
【図５】図４の半導体素子収納用パッケージの断面図である。
【図６】従来の半導体素子収納用パッケージの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：載置部
２：枠体
２ａ：長手方向の側壁
２ｂ：短手方向の側壁
２ｃ：取付部
３：入出力端子
４：半導体素子
５：補強部
６：蓋体
Ａ：半導体素子収納用パッケージ
【図１】
2005019897.tif 000005
【図２】
2005019897.tif 000006
【図３】
2005019897.tif 000007
【図４】
2005019897.tif 000008
【図５】
2005019897.tif 000009
【図６】
2005019897.tif 000010